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利用STS临时密钥服务快速搭建直传页面的实践

原创
作者头像
吴硕卫
发布2020-10-25 14:41:26
2.7K0
发布2020-10-25 14:41:26
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文章被收录于专栏:腾讯云存储专家服务

简介

为了实现权限分离,提供更细隔离度的权限控制,有效的控制帐号生效周期,本文通过腾讯云CAM产品的STS(临时访问凭证)来实现部署,调试,验证等一系列的操作体验。

主要介绍基于腾讯云对象存储 COS,如何使用 COS 签名工具和 HTTP 请求工具 Postman 来验证临时密钥的有效性,以及如何快速实现一个 Web 端页面的文件直传功能。服务器上只需要生成和管理访问密钥,无需关心细节,文件数据都存放在腾讯云 COS 上。

在前端页面直接向 COS 发起请求,此时数据的上传和下载可以不经过后端服务器,既节约了后端服务器的带宽和负载,还可以充分利用 COS 的带宽和全球加速等能力,提升应用体验。

临时密钥

临时密钥(临时访问凭证) 是通过 CAM 云 API 提供的接口,获取到权限受限的密钥。

COS API 可以使用临时密钥计算签名,用于发起 COS API 请求。

COS API 请求使用临时密钥计算签名时,需要用到获取临时密钥接口返回信息中的三个字段,如下:

  • TmpSecretId
  • TmpSecretKey
  • Token

使用临时密钥的优势

Web、iOS、Android 使用 COS 时,通过固定密钥计算签名方式不能有效地控制权限,同时把永久密钥放到客户端代码中有极大的泄露风险。如若通过临时密钥方式,则可以方便、有效地解决权限控制问题。 例如,在申请临时密钥过程中,可以通过设置权限策略 policy 字段,限制操作和资源,将权限限制在指定的范围内。

有关 COS API 授权策略,请参见:

架构说明

整体架构图如下所示:

其中:

  • 用户客户端:即网页、用户手机 App 等。
  • COS:腾讯云对象存储,负责存储 App 上传的数据。
  • CAM:腾讯云访问管理,用于生成 COS 的临时密钥。
  • 用户服务端:用户自己的后台服务器,这里用于获取临时密钥,并返回给网页。

  1. 用户客户端向用户的后台服务器请求临时密钥。
  2. 用户的服务器 通过 CAM STS 接口请求临时密钥。
  3. CAM 返回临时密钥给用户服务器,该临时密钥有效期最长是 2 小时。
    • 该接口属于 CAM 侧的,所以需要客户服务器有能够访问公网的能力。
    • 该接口的 QPS 是 600,跟 COS 的存储桶 境内3W/境外3K QPS 不太相同。
    • 用户不需要每次上传、下载操作都调用一次临时密钥STS接口,同一个临时密钥申请后在有效时间内都可以使用。
  4. 客户服务器下发临时密钥给客户端。
  5. 客户端获取到临时密钥的信息后,再做签名,携带签名请求上传、下载等操作。

环境准备

  • 云服务器 1 台 -> 公网ip: 42.194.201.209
  • Node.js、Git、NPM、Postman 最新版即可

本文测试使用的各个工具版本为:

名称

版本

Node

14.4.0

NPM

6.14.5

Git

1.8.3.1

部署临时密钥 STS 服务

COS 针对 STS 提供了 SDK 和样例,目前已有 Java、Nodejs、PHP、Python、Go 等多种语言的样例。具体内容请参见 COS STS SDK。各个 SDK 的使用说明请参见 Github 上的 README 和样例。

本次实践使用的是 Nodejs 语言。

代码语言:txt
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# 拉取 COS STS SDK 代码:

git clone [https://github.com/tencentyun/qcloud-cos-sts-sdk.git](https://github.com/tencentyun/qcloud-cos-sts-sdk.git)

# 本次使用nodejs环境,进入到nodejs里的demo文件夹

cd qcloud-cos-sts-sdk/nodejs/demo/

# 全局安装express

npm install express-generator -g

# 安装所需要的包模块

npm install body-parser request express 

可以直接使用 sts-server.js 或者 sts-server-scope.js 修改配置参数,来搭建密钥服务器。

如下修改sts-server.js里的密钥等配置文件,其中可以看到 demo 使用的是 Express 框架,还需要修改一下服务器运行的端口,防止跟后续的示例冲突,示例:

代码语言:txt
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var bodyParser = require('body-parser');
var STS = require('../index');
var express = require('express');

// 配置参数
var config = {
    secretId: 'AKID****************',
    secretKey: '**********',
    proxy: '',
    durationSeconds: 1800,

    // 放行判断相关参数
    bucket: 'buckettest-1250000000',
    region: 'ap-guangzhou',
    allowPrefix: '*', // 这里改成允许的路径前缀,可以根据自己网站的用户登录态判断允许上传的具体路径,例子: a.jpg 或者 a/* 或者 * (使用通配符*存在重大安全风险, 请谨慎评估使用)
    // 简单上传和分片,需要以下的权限,其他权限列表请看 https://cloud.tencent.com/document/product/436/31923
    allowActions: [
        // 简单上传
        'name/cos:PutObject',
        'name/cos:PostObject',
        // 分片上传
        'name/cos:InitiateMultipartUpload',
        'name/cos:ListMultipartUploads',
        'name/cos:ListParts',
        'name/cos:UploadPart',
        'name/cos:CompleteMultipartUpload'
    ],
};


// 创建临时密钥服务
var app = express();
app.use(bodyParser.json());

// 支持跨域访问
app.all('*', function (req, res, next) {
    res.header('Content-Type', 'application/json');
    res.header('Access-Control-Allow-Origin', '*');
    res.header('Access-Control-Allow-Headers', 'origin,accept,content-type');
    if (req.method.toUpperCase() === 'OPTIONS') {
        res.end();
    } else {
        next();
    }
});

// 临时密钥接口
app.all('/sts', function (req, res, next) {

    // TODO 这里根据自己业务需要做好放行判断

    // 获取临时密钥
    var shortBucketName = config.bucket.substr(0, config.bucket.lastIndexOf('-'));
    var appId = config.bucket.substr(1 + config.bucket.lastIndexOf('-'));
    var policy = {
        'version': '2.0',
        'statement': [{
            'action': config.allowActions,
            'effect': 'allow',
            'principal': { 'qcs': ['*'] },
            'resource': [
                'qcs::cos:' + config.region + ':uid/' + appId + ':prefix//' + appId + '/' + shortBucketName + '/' + config.allowPrefix,
            ],
        }],
    };
    STS.getCredential({
        secretId: config.secretId,
        secretKey: config.secretKey,
        proxy: config.proxy,
        durationSeconds: config.durationSeconds,
        policy: policy,
    }, function (err, tempKeys) {
        var result = JSON.stringify(err || tempKeys) || '';
        res.send(result);
    });
});
app.all('*', function (req, res, next) {
    res.writeHead(404);
    res.send({ code: 404, codeDesc: 'PageNotFound', message: '404 page not found' });
});

// 启动签名服务
app.listen(3333);
console.log('app is listening at http://127.0.0.1:3333');

其中/sts作为导入路由的前缀,是对外提供接口的部分。bucket、region、allowPrefix、allowAction 这几个参数用于设置权限策略 policy 字段,来限定临时密钥所允许访问的资源路径和请求的操作。

由于这里演示的是数据直传,为了测试方便,allowPrefix 这里置为*,放开整个存储桶的权限,可以根据自己的需要在这里对资源路径进行收缩。允许操作的 Action 默认参数里有 cos:PutObject ,这里可以不做改动。

代码语言:txt
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node sts-server.js
# 启动 STS 服务,会看到控制台打印的app is listening at http://127.0.0.1:3333

服务会运行在服务器的 3333 端口,可以在倒数第二行自行修改为其他端口。

在本地浏览器打开 http://ip:port/sts,可以看到云服务器返回的临时密钥信息。

代码语言:txt
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http://42.194.201.209:3333/sts)

COS 签名工具

COS 签名工具 是腾讯云对象存储为用户提供的 Web 工具,可用于生成请求签名。您可以在工具页面上填入指定的参数,生成请求签名,以及校验请求签名的正确性。

  1. 基础信息
    • API 版本:XML/JSON 版本。
    • 签名有效时间:签名的有效时间,默认 60 分钟。可以自定义 Unix 起止时间戳。
  2. API 密钥
  3. HTTP 参数
    • HttpMethod:必填项。HTTP 请求方法,包括 GET,POST,PUT,DELETE,HEAD。
    • HttpURI:必填项。HTTP 请求 URI 部分,即 Object Key。
    • HttpParameters:可选项。HTTP 请求参数。当您需验证 url 参数时可填写该参数。其中,key 小写,value 需要进行 URLEncode,多个 key 以字典排序。
    • HttpHeaders:可选项。HTTP 请求头部。当您需验证 url 参数时可填写该参数。其中,key 小写,value 需要进行 URLEncode,多个 key 以字典排序。

点击生成签名后,会看到生成类似以下格式的一种签名串。

q-sign-algorithm=sha1&q-ak=QmFzZTY0IGlzIGEgZ2VuZXJp&q-sign-time=1480932292;1481012292&q-key-time=1480932292;1481012292&q-header-list=host&q-url-param-list=versioning&q-signature=43803ef4a4207299d87bb75d1c739c06cc9406bb

签名串中的各个参数描述如下:

名称

描述

q-sign-algorithm

描述该签名使用的加密方式,目前腾讯云使用的是 HMAC-SHA1 的方式加密签名。

该字段请保持默认值:sha1

q-ak

用于标识用户身份 SecretID 的字段

q-sign-time

签名的有效起止时间,其使用 10 位 Unix 时间戳来表示,有效效力精确到秒。

该字段通过分号区分起止,起时在前止时在后。

q-key-time

可以用户自定义的 SecretKey 有效时间,使用 10 位 Unix 时间戳来表示,有效效力精确到秒。

该字段通过分号区分起止,起始时间在前终止时间在后。

一般 q-key-time 的时间范围大于等于 q-sign-time。

q-header-list

提供密文中包含需要校验的 Headers 列表,必须是小写字符。

q-url-param-list

提供密文中包含需要校验的 Parameters 列表,必须是小写字符。

q-signature

经过 HMAC-SHA1 算法加密的请求校验信息。

验证临时密钥有效性

COS API 使用临时密钥访问 COS 服务时,通过 x-cos-security-token 字段传递临时 sessionToken,通过临时 SecretIdSecretKey 计算签名。

简单来说,就是使用临时密钥里返回的 TmpSecretIdTmpSecretKey 去做签名,签名的结果传入 HTTP 请求头部中的 Authorization 字段。

然后把临时密钥返回的 Token 传入 HTTP 请求头部中的 x-cos-security-token 字段。

验证临时密钥的话官网其实也是有 COS 请求工具的,使用起来也比较方便,勾选使用临时密钥,然后分别填入 tmpsecret id 和 key、token 就可以发起请求了。

这里为了更好的理解这里的工作模式,我们选择使用 Postman 工具做一次 PUT 的请求示例。

访问之前已经部署好的临时密钥 STS 服务 URL 地址:

代码语言:txt
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http://42.194.201.209:3333/sts

返回的临时密钥信息如下

代码语言:txt
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{

"expiredTime": 1592792349,

"expiration": "2020-06-22T02:19:09Z",

"credentials": {

"sessionToken": "mfHiMQfhfPUOF67lopyh9KwkCx0mSumV828468f4042e7bd968906ff80cf77ae7bwh6DeY15XgJ6\_Ddr9HmT7SOs38bO-nN8ih7izzRM1H2KJDDE46goteDHe2W1qD9YIRY34bIWpFT6HIvRyKKHBGCCZ\_SvTvJX\_lRnJU5CCksmsuWlxe5qEzJBvzVmn3GrqZ5-5HaOydNKiuhZKo1PphORN-ViyIFOVYSbkWCG3zR3UGig1FomKOBusLpXLkaYa3b9MuasHsmJs71Rv9jE1gLRjpxi3\_eRA19sFun6nzkDGD3WeuYgqx\_Rf05dOkJAxe2lO6o5t8b5jGUICbdCQThh1b695yw529ffHsR14IHxYMMBuXp\_OShDooOBssD-lZquKBhq9LI4MfWELSHu3qiq\_-JagSWMIT\_CXYmaw6na6U6Tl4syX78XaZCHwoncIOJg-ADiFOxGAF7cEcafPDaiO-Q0dbTuNBQ7Fc2ZlkTTlznhYuj45tlXJ6\_hBwrfCY9RRVUQmoBI8CZJ0\_C1ExUHUf2p9g4gGZ1fX8yqNY",

"tmpSecretId": "AKIDrXn4jL7XfaZ-Tj-Qt5VYPGjtt637\_\_z57hXYV31EtA4gne4n-RD\_D7mspOrMfVI8",

"tmpSecretKey": "ytqC8ZYE7y3ZrUmmKbnZHxB/ZBNc6jEFHMooRisvI8I="

},

"requestId": "fd494be7-0998-462f-9649-baebacaf2f47",

"startTime": 1592790549

} 

打开COS 签名工具,既然演示的是数据直传,那么在这里我们选择以 PUT 的方式传一个文件上去。

签名填的参数如下,SecretIdSecretKey 填入刚刚获取到的 tmpSecretIdtmpSecretKey:

打开 Postman,PUT 的请求方式如下,Authorization 字段参数填入刚刚 COS 签名工具生成的签名串,x-cos-security-token 字段参数填入临时密钥返回的 sessionToken

点击发送请求,可以看到 COS 服务器返回 200 的状态码,临时密钥验证通过。

PUT 直传实践

临时密钥使用的是 Nodejs 的 Express 框架,这里环境为了能跟临时密钥使用的保持一致,也使用 Express 来快速的搭建一个 Web 服务。

创建项目

创建一个名为 cos-web-test 的项目,使用 Pug 模板库,不使用 CSS 引擎。

首先,进入准备放置项目的目录,然后在命令提示符运行 Express 应用生成器,生成器将创建(并列出)项目的文件:

代码语言:txt
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[root@VM-0-11-centos data]# mkdir cos-web-test
[root@VM-0-11-centos data]# cd cos-web-test/
[root@VM-0-11-centos cos-web-test]# express --view=pug

   create : public/
   create : public/javascripts/
   create : public/images/
   create : public/stylesheets/
   create : public/stylesheets/style.css
   create : routes/
   create : routes/index.js
   create : routes/users.js
   create : views/
   create : views/error.pug
   create : views/index.pug
   create : views/layout.pug
   create : app.js
   create : package.json
   create : bin/
   create : bin/www
   install dependencies:
     $ npm install

   run the app:
     $ DEBUG=cos-web-test:* npm start

安装依赖包并运行该项目:

代码语言:txt
复制
npm install
npm start

本地浏览器打开

代码语言:txt
复制
http://42.194.201.209:3000

可以看到如下效果,代表 Express 应用配置成功。

配置 CORS 跨域

进入存储桶详情页,单击【基础配置】页签。下拉页面找到【跨域访问 CORS 设置】配置项,单击【添加规则】,配置示例如下图,详情请参见 设置跨域访问文档。

关于跨域的概念和介绍,这里就不具体展开讲了。 引申阅读: 跨域的基本概念

页面部署

打开app.js,在中间添加一行,示例如下,目的为 express.static 中间件函数提供的文件创建虚拟路径前缀 /cos,为了使用代码在名为 public 的目录中提供的静态资源

代码语言:txt
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app.use('/', indexRouter);
app.use('/users', usersRouter);

# 需要添加的行
app.use('/cos', express.static('public'));

// catch 404 and forward to error handler
app.use(function (req, res, next) {
  next(createError(404));
});

打开 Public 目录,新建文件test.html,示例:

使用 AJAX 上传 AJAX 上传需要浏览器支持基本的 HTML5 特性,当前方案使用 PUT Object 文档,操作指引如下:

  • 修改下方代码的 Bucket 和 Region,并复制到 test.html 文件。
  • 修改 test.html 里的签名服务地址。
代码语言:txt
复制
<!doctype html>
<html lang="en">
 
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Ajax Put 上传</title>
    <style>
        h1,
        h2 {
            font-weight: normal;
        }
 
        #msg {
            margin-top: 10px;
        }
    </style>
</head>
 
<body>
 
    <h1>Ajax Put 上传</h1>
 
    <input id="fileSelector" type="file">
    <input id="submitBtn" type="submit">
 
    <div id="msg"></div>
 
    <script src="https://unpkg.com/cos-js-sdk-v5/demo/common/cos-auth.min.js"></script>
    <script>
        (function () {
            // 请求用到的参数
            var Bucket = 'shuoweiwu-125****742';
            var Region = 'ap-guangzhou';
            var protocol = location.protocol === 'https:' ? 'https:' : 'http:';
            var prefix = protocol + '//' + Bucket + '.cos.' + Region + '.myqcloud.com/';
 
            // 对更多字符编码的 url encode 格式
            var camSafeUrlEncode = function (str) {
                return encodeURIComponent(str)
                    .replace(/!/g, '%21')
                    .replace(/'/g, '%27')
                    .replace(/\(/g, '%28')
                    .replace(/\)/g, '%29')
                    .replace(/\*/g, '%2A');
            };
 
            // 计算签名
            var getAuthorization = function (options, callback) {
                // var url = 'http://127.0.0.1:3000/sts-auth' +
                // 在这里填入临时密钥STS服务URL地址
                var url = 'http://42.194.201.209:3333/sts';
                var xhr = new XMLHttpRequest();
                xhr.open('GET', url, true);
                xhr.onload = function (e) {
                    var credentials;
                    try {
                        credentials = (new Function('return ' + xhr.responseText))().credentials;
                    } catch (e) { }
                    if (credentials) {
                        callback(null, {
                            XCosSecurityToken: credentials.sessionToken,
                            Authorization: CosAuth({
                                SecretId: credentials.tmpSecretId,
                                SecretKey: credentials.tmpSecretKey,
                                Method: options.Method,
                                Pathname: options.Pathname,
                            })
                        });
                    } else {
                        console.error(xhr.responseText);
                        callback('获取签名出错');
                    }
                };
                xhr.onerror = function (e) {
                    callback('获取签名出错');
                };
                xhr.send();
            };
 
            // 上传文件
            var uploadFile = function (file, callback) {
                var Key = 'dir/' + file.name; // 这里指定上传目录和文件名
                getAuthorization({ Method: 'PUT', Pathname: '/' + Key }, function (err, info) {
 
                    if (err) {
                        alert(err);
                        return;
                    }
 
                    var auth = info.Authorization;
                    var XCosSecurityToken = info.XCosSecurityToken;
                    var url = prefix + camSafeUrlEncode(Key).replace(/%2F/g, '/');
                    var xhr = new XMLHttpRequest();
                    xhr.open('PUT', url, true);
                    xhr.setRequestHeader('Authorization', auth);
                    XCosSecurityToken && xhr.setRequestHeader('x-cos-security-token', XCosSecurityToken);
                    xhr.upload.onprogress = function (e) {
                        console.log('上传进度 ' + (Math.round(e.loaded / e.total * 10000) / 100) + '%');
                    };
                    xhr.onload = function () {
                        if (/^2\d\d$/.test('' + xhr.status)) {
                            var ETag = xhr.getResponseHeader('etag');
                            callback(null, { url: url, ETag: ETag });
                        } else {
                            callback('文件 ' + Key + ' 上传失败,状态码:' + xhr.status);
                        }
                    };
                    xhr.onerror = function () {
                        callback('文件 ' + Key + ' 上传失败,请检查是否没配置 CORS 跨域规则');
                    };
                    xhr.send(file);
                });
            };
 
            // 监听表单提交
            document.getElementById('submitBtn').onclick = function (e) {
                var file = document.getElementById('fileSelector').files[0];
                if (!file) {
                    document.getElementById('msg').innerText = '未选择上传文件';
                    return;
                }
                file && uploadFile(file, function (err, data) {
                    console.log(err || data);
                    document.getElementById('msg').innerText = err ? err : ('上传成功,ETag=' + data.ETag);
                });
            };
        })();
    </script>
 
</body>
 
</html>

打开本地浏览器,输入静态网页地址

代码语言:txt
复制
http://42.194.201.209:3000/cos/test.html

选择文件,点击上传,上传成功后会在页面上打印出文件的 Etag。

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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      • 使用临时密钥的优势
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                对象存储
                对象存储(Cloud Object Storage,COS)是由腾讯云推出的无目录层次结构、无数据格式限制,可容纳海量数据且支持 HTTP/HTTPS 协议访问的分布式存储服务。腾讯云 COS 的存储桶空间无容量上限,无需分区管理,适用于 CDN 数据分发、数据万象处理或大数据计算与分析的数据湖等多种场景。
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